20 October 2011

Приучаем винтажные американские часы кормиться от нашей сети

DIY

Вместо предисловия




Кто не мечтал о таких часах после просмотра любимого фильма GTD-шников, может дальше не читать. А остальным я расскажу как заполучить себе такие часы и заставить их работать.

Шаг первый


К сожалению, чудес не бывает. Сами часы придется купить за вполне реальные доллары. Вот пример лота на Ebay, где-то за 35 долларов я их и покупал. Модель то ли такая же, то ли почти такая же, как в фильме. По некоторым показаниям в фильме RC-6050, но быстро проверить мне это не удалось, поэтому утверждать не буду. Ехали, вроде, часы долго. Месяца три.

Шаг второй


В часах стоит хиленький трансформатор на 110В. Собственно тем, что я вернулся к этим часам спустя года три или четыре после того, как я подарил их другу, мы обязаны небольшой вечеринке, в ходе которой воткнули в розетку часы напрямую без переходника. Трансформатор тут же тихонечко без дыма и шума скончался. Информации по трансформатору найти не удалось, поэтому я стал гадать на кофейной гуще. Вторичная обмотка была двухсекционная, я ее смотал, считая витки. Таким образом я выяснил отношение витков в секциях вторичных обмоток. Дальше я внимательно оглядел двигатель, который почти напрямую питается от одной из обмоток трансформатора и нашел на нем кроме заводского стикера маленькую наклеечку с надписью 10VAC, что означает 10 вольт переменного тока. Знаем напряжение на одной из обмоток, знаем отношение витков, получаем, что на второй обмотке 6В.



К счастью на балконе завалялся трансформатор от микроволновки, у которого как на удачу среди кучи вторичных обмоток попались почти нужные 10В и 14В.
*Трансформатор от микроволновки — это не та трехкилограммовая чушка, которая питает магнетрон, а вполне себе пристойных размеров трансформатор от блока электроники.
Подключаем и вуаля — все работает!

Шаг третий


Все, да не все. Оказывается, ось с пластиночками приводится во вращение двигателем переменного тока, обороты которого зависят от частоты напряжения питающей сети. Часы, будучи воткнутыми в нашу розетку, сильно отставали (если применить пропорцию, то выясним, что за минуту по этим часам в нашем мире проходит 72 секунды. Мне кажется, что ученые из ЦЕРНА, когда меряли скорость нейтрино, воспользовались американским оборудованием — а про частоту пульсаций напряжения не подумали… По крайней мере это выглядит более вероятным чем то, что они не учли замедление хода часов на движущемся спутнике). Итак, новая задача — превратить 10В 50Гц в 10В 60Гц.
*Пытливый читатель спросит — почему просто не перебрать редуктор, так, чтобы при прежних оборотах двигателя вал часов скидывал пластинку ровно за минуту? Или почему просто не поменять двигатель? Ответ сложно составной — параметры двигателя не вполне известны, шестеренки брать неоткуда, руки не настолько из правильного места растут и вообще — нафига я столько электроники пожег? Чтобы в самый ответственный момент смалодушничать и взяться за напильник с ножовкой? Фига с два!
Ну чего, надо делать преобразователь напряжения. Если попытаться погуглить, то выяснится, что это проект на много-много ночей и долларов. И я почти целые сутки ходил и думал — как бы мне добыть синус (ну, получить изменяющееся по синусоидальному закону напряжение), как его конвертнуть в S-PWM (это Sine wave — PWM, т.е. широтно-импульсная модуляция с переменным периодом, которая будучи приложена к двигателю даст все тот же синус). Причем лазанье по форумам сформировало четкое понимание того, что синунс должен быть если не идеальным, то близким к идеальному с погрешностью не более 0.01%, а иначе гармоники, торцевые биения и разрушение двигателя, часов, квартиры, а возможно и всего дома вместе с ними. Было реально страшно.
Но посоветовавшись с ребятами на roboforum.ru, я был тыкнут носом в статейку про «модифицированный синус» и таки решил рискнуть. В принципе дальше есть куча вариантов — все ограничивается лишь вашей фантазией. Я для тестов взял самодельный драйвер двигателя, который, по сути, является H-мостом. Кто не знаком с этим чудом, милости просим почитать здесь. Подключил к нему ORduino Nano, написал простенькую программку, которая делала следующее:

Т.е. генерировала почти что синус. Кто не видит на картинке зеленый синус — попробуйте посмотреть через анаглифные очки или гляда в одну точку за плоскостью монитора, т.е. сводя глаза (шутка).
С замиранием сердца подключил выход моста к двигателю и о, чудо! — двигатель завертелся. Дальше перенес идею в «реальное» железо. Был у меня полусгоревший PIC16F887, и микросхема l293d (четверной полумост). Собрал вот такую схему на макетке:

На входы IN1 и IN2 можно подавать периодический сигнал от чего угодно — микроконтроллера, схемы на 555 и чего угодно другого. Резистор для стабилитрона надо рассчитать под свою схему (может, вам вообще не понадобиться резистор стабилитрон. Но если понадобиться — ищите в гугле «расчет параметрического стабилизатора». Я для питания своего бедолаги поставил резистор на 470 Ом).
Написал сложнейшую программу уже для PIC'a:

/*
* File: flip_clock_main.c
* Author: ImWode
*
* Created on 17 Октябрь 2011 г., 21:58
*/

#include "pic.h"

__CONFIG(INTIO & WDTEN & PWRTEN & MCLRDIS & BORDIS & LVPDIS & UNPROTECT);

void configure (void);

int i = 0;

int main(void) {

configure(); //конфигурируем камень

while (1)
{
CLRWDT(); //в цикле пинаем собаку
}
}

void configure (void)
{
OSCCON = 0b01111111; //8МГц, внутренний такт
ANSEL = 0x00;
ANSELH = 0x00;

TRISA = 0x00;

T2CON = 0b00000100; //таймер без делителей
TMR2IF = 0;
TMR2IE = 1;
TMR2 = 0;

PEIE = 1;
GIE = 1;
}

void interrupt isr (void)
{
if (TMR2IE && TMR2IF) /дерг-дерг
{
switch (i++)
{
case 52:
RA3 = 0;
break;
case 64:
RA2 = 1;
break;
case 116:
RA2 = 0;
break;
case 129:
RA3 = 1;
i = 0;
break;
}
TMR2IF = 0;
}
}


Впаял все в часы и как бы все. Дом стоит, свет горит, часы ходят, точность приемлемая (около минуты в сутки).



А, да, еще я сделал подсветку, так как родная сгорела. Лампочку на 10VAC не нашел, поэтому сделал на двух белых светодиодах:

Шаг четвертый (вместо третьего для особо замороченных)


Можно ведь вместо квази-синуса такой же схемой сделать и вполне себе приличный синус. По табличке брать значение синуса и выдавать в течение положительного полупериода на один вход моста, а в течение отрицательного полупериода те же самые значения на второй вход. Все будет очень прилично выглядеть, главное знать на что способен выбранный Н-мост (например, l293d просит не щелкать им чаще 5кГц, и при этом будет греться как печь. Внимательно с этим).

Ну вот и все


Уверен, сегодня вы весь день будете ходить и напевать: I got you babe!

Tags: DIY день сурка часы 110в 220в 50Гц 60Гц винтаж ebay
Hubs: DIY
+45
9.7k 37
Comments 41
Ads
Top of the day